摘 要 摘 要重金属离子污染一直以来都是水体污染中较为严重的部分，处理低浓度重金属离子的传统方法如氧化还原法、生物法等存在成本高或者难于回收的问题。生物质材料来源广泛、价格低廉、选择性优良、重金属离子去除率高。本论文考察了生物质材料吸附剂（核桃壳粉、柚子皮粉、小麦秸秆粉）投加量、初始Cr(Ⅵ)浓度、初始pH值、吸附时间、吸附温度，对水样中Cr(Ⅵ)的吸附效果。分析生物质材料对冶金废水中Cr(Ⅵ)吸附的热力学、动力学行为。实验结果表明:随着吸附条件的变化，三种吸附剂对废水中Cr(Ⅵ)的吸附效果均呈现出相似的变化趋势。随着吸附剂投加量的增加、吸附时间延长、吸附温度的提高，三种吸附剂对Cr(Ⅵ)吸附率都逐渐上升。在吸附剂投加量为1 g、吸附时间120 min、吸附温度为20℃时，改性20目核桃壳粉的吸附效果较佳，吸附率达到88.7%；吸附剂投加量为0.2 g、吸附时间90 min、温度20℃时，改性60目柚子皮粉的吸附率达到81.4%；改性40目小麦秸秆粉吸附剂的投加量为0.5 g、吸附时间为120 min、吸附温度为20℃时，吸附率达到90.6%。随着废水初始含Cr(Ⅵ)浓度与废水初始pH的增大，单位质量吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附率均有所下降。在控制单一变量的情况下，Cr(Ⅵ)浓度为10 mg/L时，核桃壳粉与小麦秸秆粉的吸附率最高，分别为91.8%、92%。柚子皮粉的吸附率在Cr(Ⅵ)浓度为20 mg/L时最高，为81.4%；废水初始pH为1时，三种吸附剂（核桃壳粉、柚子皮粉、小麦秸秆粉）吸附率均达到最高分别为90%、82.3%、92.4%。准二级动力学模型更适合用来描述三种生物质材料吸附Cr(Ⅵ)的动力学行为，表明化学吸附机理在吸附Cr(Ⅵ)的过程中起着主导作用；W-M动力学模型的拟合结果表明内扩散和液膜扩散为吸附Cr(Ⅵ)速率控制步骤。热力学模型分析，核桃壳粉与柚子皮粉对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型；对于小麦秸秆粉吸附行为，Langmuir和Freundlich等温吸附模型都较好地反映小麦秸秆粉对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附行为，但相比而言Langmuir等温吸附模型更加符合其吸附过程。关键词生物质材料；吸附；Cr(Ⅵ)
目录
第一章 绪论 1
1.1 重金属污染现状 1
1.2 水环境中C
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072^ 
r(Ⅵ)污染现状 1
1.2.1 铬的性质与形态 1
1.2.2 含铬废水的来源及其污染现状 2
1.3 含Cr(Ⅵ)废水的常用处理方法 2
1.3.1 化学还原法 2
1.3.2 离子交换处理法 3
1.3.3 电解法 3
1.3.4 生物法 3
1.3.5 膜处理技术 3
1.4 吸附法在含铬废水处理过程的应用 4
1.4.1 吸附作用 4
1.4.2 常用吸附剂吸附 5
1.4.3 生物质材料吸附 5
1.5 影响生物质材料吸附Cr(Ⅵ)的因素 5
1.6 研究内容与研究意义 6
1.6.1 研究内容 6
1.6.2 研究意义 6
第二章 实验材料和方法 8
2.1 实验材料 8
2.1.1 实验主要材料 8
2.1.2 实验主要仪器设备 8
2.2 实验方法 9
2.2.1 改性吸附剂的制备 9
2.2.2 Cr(Ⅵ)的测定方法 10
2.2.3 吸附行为热力学分析 12
2.2.4 吸附行为动力学分析 13
2.2.5 实验步骤 15
第三章 实验数据分析与结果讨论 16
3.1 吸附剂的扫描电镜表征 16
3.2 核桃壳粉吸附剂吸附Cr(Ⅵ) 17
3.2.1 核桃壳粉吸附剂改性前后的吸附效果比较 17
3.2.2 吸附剂用量对吸附效果的影响 18
3.2.3 初始浓度对吸附效果的影响 18
3.2.4 溶液不同的初始pH对吸附效果的影响 20
3.2.5 吸附时间对吸附效果的影响 21
3.2.6 温度对吸附效果的影响 21
3.2.7 核桃壳粉吸附剂对Cr(Ⅵ)吸附热力学与动力学研究 22
3.3 柚子皮粉吸附剂吸附Cr(Ⅵ) 25
3.3.1 柚子皮粉吸附剂改性前后的吸附效果比较 25
3.3.2 吸附剂用量对吸附效果的影响 26
3.3.3 溶液不同初始浓度对吸附效果的影响 27
3.3.4 溶液初始pH对吸附效果的影响 28
3.3.5 吸附时间对吸附效果的影响 29
3.3.6 温度对吸附效果的影响 30
3.3.7 柚子皮粉吸附剂对Cr(Ⅵ)吸附热力学与动力学研究 30
3.4小麦秸秆粉吸附剂吸附Cr(Ⅵ) 34
3.4.1 小麦秸秆粉吸附剂改性前后的吸附效果比较 34
3.4.2 吸附剂用量对于吸附效果的影响 35
3.4.3 溶液初始浓度对吸附效果的影响 36
3.4.4 溶液初始pH对吸附效果的影响 37
3.4.5 吸附时间对吸附效果的影响 38
3.4.6 温度对吸附效果的影响 39
3.4.7 小麦秸秆粉吸附剂对Cr(Ⅵ)吸附热力学与动力学研究 39
结 论 43
致 谢 45
参 考 文 献 46
第一章 绪论
随着经济的发展，水污染的情况变得日益严重，尤其在水体重金属污染方面更是如此，它使水环境不断恶化以至严重危害居民身体健康。其中被列为对人体危害性最大的八种物质之一的铬元素对水体污染更为严重，传统的处理含铬废水的方法多具有成本高，易引发二次污染等缺点，所以探索成本低且吸附效果好的新型吸附材料具有很大的意义。
1.1 重金属污染现状
我国工业的迅速发展的同时，重金属矿产、橡胶等行业每年在生产中制造了大量含重金属离子的废水。重金属废水即使初始排出浓度很小，依然可以通过富集作用借助食物链在人体内慢慢积累，造成慢性中毒，严重的可危及生命。重金属离子具有难降解性，不管采用物理化学方法或者是生物法都不能降解，只能改变重金属离子的价态或者化合物种类，如采用化学沉淀法，向待处理废水中投加一些可以和重金属离子生成沉淀的碱类或盐类物质。此外重金属离子的毒性还有一定持久性，通过微生物的作用，低浓度的重金属可以转化为更多的有毒化合物。
水体中的重金属污染主要来源于自然因素和人为因素。自然因素主要指岩石等矿物经风化后进入水体，这种因素一般不会对水体造成太大的污染。人为因素主要指金属冶炼、医药、塑料、化肥、电解电镀等行业排放出的工业污水，这些污水对环境造成了严重的影响。1956年日本出现的水俣病，对当地居民的身体健康造成严重危害，其根源就是未达标准而排放的工业废水。近年来水体中的重金属污染已经日益引起人们的关注，加强对水体中重金属离子的监测与处理显得格外重要。
1.2 水环境中Cr(Ⅵ)污染现状
1.2.1 铬的性质与形态
铬是1798年由法国化学家沃克兰尼古拉斯路易斯在西伯利亚红铅矿中发现的一种新元素，次年用碳还原得到的。自然界中的铬主要存在于铬铅矿里，在元素周期表中属Ⅵ副族，铬原子序数24，原子量51.01，是银白色且有光泽的金属，具有体心立方结构，常见化合价有+2、+3和+6，金属中铬的硬度最大。在天然的水体中，铬的存在形式为Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)，以Cr(Ⅲ)形式存在的化合物，在酸性水中迁徙能力强，在碱性水中容易生成沉淀，所以Cr(Ⅲ)在水体中的含量比较少。废水中的铬主要以Cr(Ⅵ)的形式存在，当水中Cr(Ⅵ)化合物的浓度达到5 mg/L时，水就呈现明显的黄色；当浓度达到1 mg/L时，水就会有涩味，Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)在某种条件下可以相互转化，Cr(Ⅲ)可以被水中的一些氧化性元素氧化成Cr(Ⅵ)，Cr(Ⅵ)也可以被水中某些物质还原成Cr(Ⅲ)[1]。

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